Номер 2, страница 157 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 2. Сколько граммов спирта можно получить из 1 кг кукурузных зерен, которые содержат 70% крахмала по массе?

Ответ: 398 г.

2. Дано:

$m(\text{кукурузных зерен}) = 1 \text{ кг}$

$\omega(\text{крахмала}) = 70\% = 0.7$

$m(\text{кукурузных зерен}) = 1000 \text{ г}$

Найти:

$m(\text{спирта}) - ?$

Решение:

Процесс получения этилового спирта (этанола) из крахмала является многостадийным и в упрощенном виде его можно представить следующими химическими реакциями:

1. Гидролиз крахмала (полисахарида) до глюкозы (моносахарида) под действием ферментов или кислот. Формула элементарного звена крахмала $(C_6H_{10}O_5)_n$.

$(C_6H_{10}O_5)_n + nH_2o \rightarrow nC_6H_{12}O_6$

2. Спиртовое брожение глюкозы под действием дрожжей, в результате которого образуется этанол и углекислый газ.

$C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2$

Объединив эти два процесса, можно составить суммарную схему превращения для одного элементарного звена крахмала:

$C_6H_{10}O_5 \rightarrow C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH$

Для проведения расчетов необходимо найти молярные массы элементарного звена крахмала и этанола.

Молярная масса элементарного звена крахмала $(C_6H_{10}O_5)$:

$M(C_6H_{10}O_5) = 6 \cdot Ar(C) + 10 \cdot Ar(H) + 5 \cdot Ar(O) = 6 \cdot 12 + 10 \cdot 1 + 5 \cdot 16 = 162 \text{ г/моль}$

Молярная масса этанола $(C_2H_5OH)$:

$M(C_2H_5OH) = 2 \cdot Ar(C) + 6 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 46 \text{ г/моль}$

1. Рассчитаем массу крахмала в 1 кг (1000 г) кукурузных зерен:

$m(\text{крахмала}) = m(\text{кукурузных зерен}) \cdot \omega(\text{крахмала}) = 1000 \text{ г} \cdot 0.7 = 700 \text{ г}$

2. Составим пропорцию, исходя из стехиометрии процесса. Из 1 моль элементарных звеньев крахмала (162 г) образуется 2 моль этанола ($2 \cdot 46 = 92$ г).

Из 162 г крахмала теоретически можно получить 92 г спирта.

Из 700 г крахмала можно получить $\text{x}$ г спирта.

Пропорция:

$\frac{162 \text{ г}}{700 \text{ г}} = \frac{92 \text{ г}}{x \text{ г}}$

3. Найдем массу спирта $(x)$:

$x = \frac{700 \text{ г} \cdot 92 \text{ г}}{162 \text{ г}} \approx 397.53 \text{ г}$

Округляя результат до целого числа, получаем 398 г.

Ответ: 398 г.